Der Dieselmotor |
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Die grösste Überraschung beim
Dieselmotor
der Baureihe Bm 4/4 war der Hersteller. Bei der Reihe
Bm 6/6 setzte man
bekanntlich auf die Firma Sulzer. Hier wurde jedoch die Schweizerische
Lokomotiv- und Maschinenfabrik SLM berücksichtigt. Damit wurde der Zweig
in der Firma der das M lieferte, berücksichtigt. Dieselmotoren waren
damals durchaus Produkte aus reinen Maschinenfabriken. Schliesslich waren
diese auch eine Weiterentwicklung der
Dampfmaschinen.
Auch wenn die SLM nicht als grosser Erbauer von Motoren bekannt
geworden war, die
Dieselmotoren
der Firma konnten sich durchaus mit den bekannten Herstellern von solchen
Motoren messen. Ein sehr gutes Beispiel für die Baukunst der SLM, war
gerade die hier vorgestellte
Lokomotive, denn deren Dieselmotor war für die damalige
Zeit sehr gut bemessen. Im internationalen Vergleich, kann man sogar
behaupten, dass er an der Spitze mitmischte.
Eine durchaus gebräuchliche Lösung für die Be-zeichnung von
unterschiedlichen Produkten mit ver-schiedenen Eigenschaften und
Funktionen. Eingebaut wurde der Motor mit einem Hilfsrahmen, der im langen Vorbau platziert wurde. Dank diesem Rahmen konnte der Motor mit einem Kran besser aus und in die Lokomotive gehoben werden.
Nebenbei bildete der Hilfsrahmen auch eine Wanne, in der
ausgelaufene Betriebsstoffe aufgefangen werden konnten. Da der Rahmen
jedoch nicht ge-schlossen war, durfte er nicht mit den neuartigen
Umweltwannen
verglichen werden. Es wurden insgesamt 12 Zylinder mit einem Kolbenhub von 240 mm und einer Bohrung von 200 mm verwendet. Mit einem Volumen von 7.5 Litern pro Zylinder, war bei diesem Modell ein verhältnismässig kleiner Hubraum vorhanden. Trotzdem gelang es dem Hersteller pro Zylinder eine Leistung von 100 PS abzurufen. Das zeigt deutlich, wie gut die Motoren der SLM damals wirklich waren, denn in der Regel wurden grössere Bohrungen verwendet.
Um die Baulänge des
Dieselmotors
und damit die Länge der
Kurbelwelle
zu verkürzen wurden die
Zylinder
in zwei Reihen angeordnet. Dabei betrug der Winkel zwischen den beiden
Reihen 60°. Die heute unter der Bezeichnung V-Anordnung bekannte Lösung
ergab einen Motor, der einem Y ähnlich sah. Daher kam auch das Y in der
Bezeichnung des Dieselmotors der SLM vor. Oft sah man etwas an und nannte
es so, wie es aussah.
Damit konnte dieser Motor eine
Leistung
von 1 200 PS erzeugen. Im Vergleich mit anderen
Lokomotiven der damaligen Zeit, war das eine
ansprechende Leistung. Man bewegte sich hier bei den Leistungen eines
Motors der Baureihe V 200 der Deutschen Bahn DB. Zu fürchten war dabei
eigentlich nur die Baureihe
Bm 6/6, die jedoch ebenfalls
zwei Motoren verwenden musste. Die Reihe Bm 4/4 gehörte daher zu den
leistungsfähigsten Maschinen der damaligen Zeit.
Ausgezeichnet hatten sich die Motoren der SLM durch ihre grosse
Differenz bei den zugelassenen Drehzahlen. Viele
Dieselmotoren
arbeiten in einem engen Feld, bei der Baureihe Bm 4/4 lag die mindeste
Drehzahl bei 430 Umdrehungen pro Minute. Die maximale Drehzahl wurde bei 1
200 Umdrehungen pro Minute erreicht. Selbst moderne Dieselmotoren arbeiten
in einem deutlich engeren Bereich, als der SLM 12 YD 20 Tr TH.
Wegen der eingebauten Querkupplung zwischen den beiden Drehgestellen konnte kein durchgehender Behälter verbaut werden.
Daher wurden die zwei
Kraftstoffbehälter
mit ein-em Rohr verbunden, so dass letztlich ein Volumen für den
Treibstoff
entstanden war. Zusammen boten die Treibstoffbehälter somit den Raum für 2 000 Liter Dieselöl. Auch hier musste man den mit einer Steuer belegten Diesel tanken. Dies erfolgte durch die beiden seitlichen Einfüll-stutzen, die mit einem einfachen Deckel ver-schlossen wurden.
Damit man dabei den Inhalt kontrollieren konnte, war unmittelbar
darunter ein Schauglas vorhanden. Dort konnte der Füllstand und die
Sauberkeit des
Dieselöls
kontrolliert werden.
Spezielle Schutzeinrichtungen gegen Verschmutzung des
Treibstoffes
oder dessen Auslaufen gab es in den
Einfüllstutzen
nicht. Bei der Befüllung musste man daher den Füllstand auch optisch
kontrollieren. Wobei hier noch erwähnt werden muss, dass der mitgeführte
Vorrat im Vergleich zu anderen
Lokomotiven dieser
Leistung
überraschend klein war. Auch hier wurde ein grösserer Vorrat der sehr
kurzen Lokomotive geopfert.
Der
Treibstoff
wurde über eine Brennstoffpumpe zur
Einspritzpumpe
des Motors geführt. Dabei wurde der Treibstoff gefiltert und so von
gröberen Verunreinigungen befreit. Die geförderte Menge
Dieselöl
war dabei vom Verbrauch unabhängig und deshalb wurde beim Motor ein
kleines Reservoir vorgesehen. War dieses jedoch voll, musste der
Treibstoff wieder in den
Tank
geleitet werden. So war jedoch gesichert, dass immer genug Treibstoff
vorhanden war.
Gerade in der kalten Jahreszeit war unterkühlter
Treibstoff
ein grosses Problem der
Dieselmotoren.
Daher war diese Erwärmung ein Vorteil. Aktiv mit einer
Heizung
im
Tank
vorgewärmt wurde der
Die-sel
jedoch nicht. Da die Einspritzpumpe, aufgrund ihrer Bauweise, immer mit Treibstoff versorgt sein musste, war die Lösung so gewählt worden. Jedoch konnte es passieren, dass der Diesel bei einer längeren Standzeit wieder in den Tank floss und so kaum Treibstoff vorhanden war.
Damit war der Behälter beim Start plötzlich leer, was zu Problemen
führen konnte. Der Grund war, dass die
Förderpumpe eine gewisse Zeit
benötigte, bis der
Treibstoff
die
Einspritzpumpe
erreichte.
Daher erhielt die
Lokomotive eine Möglichkeit, um allenfalls zurück in den
Tank
gelaufenen
Treibstoff
manuell in die
Einspritzpumpe
zu fördern. Mit Hilfe dieser Handpumpe konnte die Einspritzpumpe auch
wieder mit Treibstoff befüllt werden, wenn der Lokomotive für einmal der
Diesel
ausgegangen wäre. Eine Anzeige, wann genügend Treibstoff für die
Einspritzpumpe vorhanden war, gab es hingegen nicht. Daher schöpfte man
von Hand Diesel zurück in den Tank.
Letztlich wurde der von der
Einspritzpumpe
unter hohen Druck gesetzte
Treibstoff
über die
Einspritzdüsen
in den Verbrennungsraum gespritzt. Womit wir auch das D der Bezeichnung
hätten. Auch hier wurden einzeln angesteuerte Einspritzpumpen verwendet.
Diese Lösung hatte sich bei den zuvor abgelieferten
Lokomotiven positiv ausgewirkt. Daher blieb man dieser
Lösung bei und konnte so den Verbrauch etwas reduzieren.
So führte der eingespritzte
Diesel
dazu, dass sich der fein zerstäubte
Treibstoff
an der heissen Luft im
Zylinder
automatisch entzündete. Eine externe Zündquelle in Form einer
Glühkerze,
oder einer anderen Wärmequelle, war bei diesem Motor jedoch nicht
vorhanden. Das war bei den damals verwendeten
Dieselmotoren
selten der Fall, da mit den selbstzündenden Modellen einen grossen Vorteil
bei der Funktion erreicht wurde.
Durch die Vergrösserung des Volumens wurde der
Kolben
wieder mit grosser Kraft nach unten gedrückt und so über die
Kurbelwelle
eine Bewegung erzeugt. Dieser Arbeitstakt war in der Zylinderfolge
vorgegeben. Bei der Baureihe Bm 4/4 verwendete man daher eine
Zündfolge
von 1-12-4-9-2-11-6-7-3-10-5-8. Da es sich um einen Viertaktmotor
handelte, arbeiteten immer drei
Zylinder
zu selben Zeit auf die gemeinsame Kurbelwelle.
Die Drehzahl des
Dieselmotors
wurde durch einen hydraulisch gesteuerten
Woodwardregler
abhängig von der eingestellten
Fahrstufe
beeinflusst. Dank diesem Regler konnte der Dieselmotor jederzeit optimal
arbeiten. Durch die hydraulische Lösung war die Regelung zudem unabhängig
von der elektrischen Energie der
Fahrmotoren.
Die vorgegebenen Drehzahlen erkennen wir in der nachfolgenden Tabelle. |
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Fahrstufe |
Drehzahl |
Fahrstufe |
Drehzahl |
||||||||
0 |
430 |
11 |
990 |
||||||||
1-4 |
850 |
12 |
1010 |
||||||||
5 |
870 |
13 |
1030 |
||||||||
6 |
890 |
14 |
1050 |
||||||||
7 |
910 |
15 |
1070 |
||||||||
8 |
930 |
16 |
1090 |
||||||||
9 |
950 |
17 |
1130 |
||||||||
10 |
970 |
18 |
1200 |
||||||||
Sie erkennen, dass die Drehzahlen mit wenigen Ausnahmen im oberen
Bereich immer um 20 Umdrehungen pro
Fahrstufe
gesteigert wurden. Der
Woodwardregler
übernahm damit die Einstellung der mit dem
Stufenkontroller
vorgewählten Stufendrehzahl. Zusätzlich passte er jedoch auch die vom
Hauptgenerator aufgenommene
Leistung
an die bei der gegebenen Drehzahl verfügbare Leistung des
Dieselmotors
an.
Der
Woodwardregler
war mit einer Drucküberwachung ausgerüstet. Diese Schutzfunktion
verhinderte, dass der
Dieselmotor
bei Ausfall der
Schmierung
beschädigt würde. Sprach die Drucküberwachung an, stellte der Dieselmotor
ab und konnte nicht mehr gestartet werden. Das Personal musste dann den
Woodwardregler wieder mit der manuellen Rückstellvorrichtung
normalisieren. Anschliessend konnte der Motor auch wieder gestartet
werden.
Diese Lösung war bei den meisten
Dieselmotoren
zur sauberen Verbrennung des
Treibstoffes
angewendet worden. Daher stellte die Maschine hier keine Besonderheit dar.
Mit zunehmender Höhe hatte diese Lösung jedoch den Nachteil, dass die Verbrennung wegen dem reduzierten Sauerstoff nicht mehr optimal eingestellt werden konnte.
Daher sank die Leistung des
Dieselmotors
deutlich und die Verbrennung verrusste. Da die Strecken der
Schweizerischen Bundesbahnen SBB jedoch die kritische Höhe von 1 200 Meter
über Meer nicht erreichten, wurde auf die Angabe dieses Wertes verzichtet. Die Verbrennungsluft wurde durch seitliche Lüftungsgitter in den Vorbau und zu den Turboladern geleitet. Die Lüftungsgitter waren mit Filtermatten ausgelegt worden und befanden sich beim Vorbau unmittelbar hinter dem Kühler.
Die im
Luftfilter
gereinigte Luft gelangte durch eine Leitung zu den
Abgasturboladern.
Dort wurde die Luft verdichtet. Dadurch stieg der Gehalt des Sauerstoffes
an, wurde dabei jedoch auch erwärmt.
Zu heisse
Ladeluft
war jedoch ein Problem, da so keine optimale Zündung erfolgte. Daher wurde
die Verbrennungsluft nach den
Abgasturboladern
speziellen
Kühlern
zugeführt. So wurde die Luft für den Motor wieder abgekühlt und so besser
für die Verbrennung vorbereitet. Die geringe Reduktion beim Druck, konnte
man durch einen etwas höheren
Ladedruck
kompensieren. So gekühlt gelangte die Luft schliesslich in die
Zylinder.
Die
Lokomotive hatte somit einen aufgeladenen
Dieselmotor
mit
Ladeluftkühlung.
Im Jahre 1960 war das eine besondere Lösung, die selten angewendet wurde.
Solche Ladeluftkühlungen wurden erst viele Jahre später zum Standard. Die
Baureihe Bm 4/4 war damit mit einem sehr fortschrittlichen Motor versehen
worden, der mit 1 200 PS über eine sehr gute
Leistung
verfügte. Zudem konnte damit auch der Verbrauch beim
Treibstoff
reduziert werden.
In den
Zylinder
geführt wurde die Luft schliesslich über zwei
Einlassventile.
Diese wurden durch die
Nockenwelle
gesteuert geöffnet und so wurde der Weg in den Zylinder frei gegeben. Bei
der Verbrennung wurde der Sauerstoff mit dem Kohlenstoff des
Diesels
verbunden. Dadurch entstand neben diversen anderen
Gasen
auch Co2. Diese
Abgase
wurden anschliessend durch die beiden
Auslassventile
aus dem
Zylinder entlassen.
Diese
Turbolader
wurden nicht von der SLM gebaut, sondern wurden von der Firma Brown Boveri
und Co BBC geliefert. Dabei hatte die BBC damals neben der Firma Sulzer
schon sehr grosse Erfahrungen mit diesen in der Schweiz entwickelten
Baugruppen gesammelt. Mit zwei Abgasturboladern und der Ladeluftkühlung entstand daher ein Diesel-motor, der für seine Grösse über eine sehr hohe Leistung verfügte. Selbst im internationalen Vergleich, war der Dieselmotor der Baureihe Bm 4/4 ein Spitzenprodukt.
Jedoch sollte nicht dieser Punkt zum Markenzeichen der neuen
Lokomotiven der Schweizerischen Bundesbahnen SBB werden.
Doch zuerst müssen wir den Weg der
Abgase
weiterverfolgen. Die Abgase vom Turbolader hatten ihre Arbeit getan und wurden mit einem Rohr in einen Abgasschalldämpfer geführt. Dieser Schalldämpfer nahm den gesamten Bereich zwischen den Luftfiltern ein.
Dadurch entstand ein riesiges Volumen mit Dämmung und die
Abgase
wurden dadurch sehr gut beruhigt. Anschliessend wurden sie über ein
einfaches Loch auf dem
Vorbau
ins Freie entlassen. Einen
Kamin
oder ein Endrohr gab es jedoch nicht. Wegen den Widerständen der elektrischen Bremse konnte man die Abgasleitung nicht, wie bei den Baureihen Bm 6/6 und Em 3/3, auf das Dach des Führerhauses führen.
Das hatte auch zur Folge, dass der
Dieselmotor
bei der Baureihe Bm 4/4 gedreht eingebaut werden musste. Damit befand sich
der
Generator
unmittelbar vor dem
Führerhaus
und nicht der
Turbolader.
Trotzdem überraschte das einfache Loch der
Lokomotive.
Dank dem
Schalldämpfer
wurde die Baureihe Bm 4/4 sehr leise. Die Maschine galt damals als die
leiseste
Lokomotive in der Leistungsklasse für 1 200 PS. Dieser
Titel galt damals sogar weltweit, da in den wenigsten Lokomotiven der
Platz für solch grosse
Schallisolationen
vorhanden war. Jedoch war der eingebaute
Dieselmotor
auch sonst Spitzenklasse. Jedoch muss gesagt werden, dass diese Maschine
von den Baureihen Bm 6/6 und
Em 3/3 profitieren konnte.
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